QUESTÄO 2: Dispomos de uma particula de massa
e carga negativa,
, e queremos lançá-la em um Laboratório aqui na UFPI. Se no Laboratório existir um campo magnético uniforme B, dirigido verticalmente para cima e a particula for lançada horizontalmente, com velocidade
, da esquerda para a direita, a uma altura de
do piso, como será a sua trajetória após o lançamento, nas seguintes situaçōes:
b) Considerando-se, além do efeito do campo magnético, também o efeito do campo gravitacional local, sobre a mesma?
Valor: 1,0
b) Considerando-se, além do efeito do campo magnético, também o efeito do campo gravitacional local, sobre a mesma?
Valor: 1,0
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre uma partícula com massa
e carga negativa
que é lançada horizontalmente com uma velocidade
em um laboratório onde tem um campo magnético uniforme
direcionado para cima. Além disso, queremos considerar também o efeito da gravidade nessa situação. Vamos usar conceitos de força magnética e força gravitacional para entender como a trajetória da partícula vai ser.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que uma partícula carregada em movimento em um campo magnético sofre a chamada força magnética, que é dada pela fórmula:
Aqui,
representa o produto vetorial, e essa força é perpendicular tanto à velocidade da partícula quanto ao campo magnético.
Passo 3
Além da força magnética, a partícula também está sujeita à força gravitacional, que puxa para baixo e é calculada por:
Onde
é a aceleração da gravidade.
Passo 4
Como a força magnética é perpendicular à direção da velocidade inicial (horizontal) e a força gravitacional é vertical, a trajetória da partícula será uma combinação desses dois efeitos. A força magnética vai fazer a partícula se desviar em uma direção perpendicular ao movimento inicial, enquanto a gravidade vai puxá-la para baixo, criando uma trajetória curva.
Resposta
A partícula seguirá uma trajetória curva combinando a deflexão causada pelo campo magnético e a curvatura devido à gravidade, resultando em um caminho helicoidal ou parabólico dependendo das condições iniciais.